專利名稱：一種掉電保持方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種掉電保持方法及電路。
背景技術(shù)：
隨著電源業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品對電源持續(xù)穩(wěn)定性的要求越來越高。要求在輸入網(wǎng)壓異常跌落時，系統(tǒng)需要迅速做出以下動作1).在保持時間內(nèi)迅速將系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)， 網(wǎng)壓的異常情況進(jìn)行上報(bào)存儲，便于后續(xù)日志查詢，并有序的關(guān)斷系統(tǒng)，避免造成損壞； 2).在保持時間內(nèi)對網(wǎng)壓異常進(jìn)行上報(bào)并切換到備電電源供電方式，當(dāng)供電正常后再切換到由網(wǎng)壓正常供電。為了達(dá)到掉電保持的目的，電源輸入端通常會加大容量電容(一個或多個并聯(lián))作為儲能元件使用，并在前級加防反二極管以防止掉電時電容上的能量反灌。 電容前級會增加限流電路防止上電瞬間電流沖擊損壞電路。掉電保持電路可以應(yīng)用到AC (Alternating Current，交流)/DC (Direct Current, 直流)、DC/DC及其它一些供電系統(tǒng)中為負(fù)載供電。不同的系統(tǒng)對掉電保持時間的要求也不一樣。對大功率的負(fù)載電路而言，維持同樣的保持時間需要更大容量的電容來支持。電子行業(yè)的發(fā)展對產(chǎn)品小型化的要求，對電源小型化，寬范圍電壓，高功率密度的要求大大限制了電容的選擇。因此出現(xiàn)了利用升壓電路來實(shí)現(xiàn)充分抽取電容儲存的能量， 達(dá)到更長的保持時間的目的。現(xiàn)在該方式在業(yè)界應(yīng)用普遍。針對現(xiàn)有技術(shù)簡單依靠電容儲能的保持電路僅僅依靠電容的充放電來實(shí)現(xiàn)掉電保持功能，即正常上電時，儲能電容進(jìn)行充電，下電時，依靠輸入電壓與負(fù)載的壓差來釋放能量，目前業(yè)界利用掉電保持?jǐn)U展電路 (HOLDUP-TIME EXTENSION CIRCUIT)的方案比較普遍，該方案利用常用的升壓拓?fù)鋪韺?shí)現(xiàn)掉電時間的延長，在儲能電容C相同的情況下，該方案相對于簡單依靠電容儲能的保持電路方案，在保持時間上有明顯的優(yōu)勢，目前應(yīng)用比較廣泛。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題現(xiàn)有技術(shù)掉電保持電路儲能電容C必須考慮電容耐壓值的要求，較高的耐壓值及有限的布板空間成為選擇大容量電容的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種掉電保持方法及電路，以克服掉電保持電路必須選擇具有較高耐壓值的大容量電容的問題。—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種掉電保持方法，所述掉電保持方法包括當(dāng)檢測到輸入的直流電壓滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電；當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)；通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持。再一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種掉電保持電路，所述掉電保持電路包括切換開關(guān)、多個儲能電容和負(fù)載，當(dāng)檢測到輸入的直流電壓滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電；當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓
3掉電時，通過所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)；通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向所述負(fù)載 供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因?yàn)椴捎猛ㄟ^對電容的串并聯(lián)進(jìn)行切換控制以將網(wǎng)壓掉電時儲能電容電壓疊加的技術(shù)手段，可以選擇具有較低壓耐壓值的大電容，并延長負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時正常工作的時間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例另一種掉電保持方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例另一種掉電保持電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例利用電容的制造特性，同樣體積要求下，低耐壓值電容容量要遠(yuǎn)高于高耐壓值電容容量。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例另一種掉電保持方法流程圖，所述掉電保持方法包括101、當(dāng)檢測到輸入的直流電壓滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電。所謂掉電保持指在正常供電電源掉電時，迅速用備用直流電源供電，以保證在一段時間內(nèi)信息不會丟失，當(dāng)主電源恢復(fù)供電時，又自動切換為主電源供電?？蛇x的，所述輸入的直流電壓可以為直流源輸入，或者是交流源經(jīng)過整流后得到。所述通過輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電時，可以利用限流電阻或三極管對所述直流電壓進(jìn)行限流處理。102、當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)。所述當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)后，串聯(lián)的所述多個儲能電容的電壓小于或者等于所述負(fù)載的過壓保護(hù)點(diǎn)0VP。所述將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)，可以包括通過電子元件開關(guān)或者所述掉電保持電路正常工作和網(wǎng)壓掉電時的狀態(tài)控制MOS管將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)。103、通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持?？蛇x的，所述通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持時，所述掉電保持電路的主回路可以通過二極管或MOS管防反灌。本發(fā)明實(shí)施例上述方法技術(shù)方案因?yàn)橥ㄟ^對電容的串并聯(lián)進(jìn)行切換控制以將網(wǎng)壓掉電時儲能電容電壓疊加的技術(shù)手段，可以選擇具有較低壓耐壓值的大電容，并延長負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時正常工作的時間。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例另一種掉電保持電路結(jié)構(gòu)示意圖，所述掉電保持電路包括切換開關(guān)(K1、K2)、多個儲能電容和負(fù)載，當(dāng)檢測到輸入的直流電壓Vdc滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓Vdc對并聯(lián)的多個儲能電容(Cl和C2，本發(fā)明實(shí)施例為兩個儲能電容，還可以為多個)進(jìn)行充電；當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓Vdc的網(wǎng)壓掉電時，通過所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)；通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向所述負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持?？蛇x的，所述輸入的直流電壓為直流源輸入，或者是交流源經(jīng)過整流后得到。所述掉電保持電路輸入的直流電壓和儲能電容之間連接有限流電阻或三極管，用于所述通過輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電時，利用所述限流電阻或所述三極管對所述直流電壓進(jìn)行限流處理。所述掉電保持電路輸入的直流電壓和負(fù)載之間連接有二極管或 MOS管，用于所述通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電的掉電保持時，即仍能正常工作一段時間時，所述掉電保持電路的主回路通過所述二極管或所述MOS管防反灌。所述當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓Vdc的網(wǎng)壓掉電時，通過所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)后，串聯(lián)的所述多個儲能電容的電壓小于或者等于所述負(fù)載的過壓保護(hù)點(diǎn)0VP。所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)，包括所述切換開關(guān)通過電子元件開關(guān)或者所述掉電保持電路正常工作和網(wǎng)壓掉電時的狀態(tài)控制MOS管將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)。如圖2所示，AC源經(jīng)整流后得到直流電壓Vdc。D6為主回路中防反二極管。Vdc 正常供電時，Kl關(guān)斷，K2開通，實(shí)際電路中可以使用PMOS (P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)管來代替Kl，源極接Rl，漏極與K2相接；K2可用NMOS (N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)來替代，其S端接GND (接地)，D端接C2。此時Vdc通過D5及限流電阻Rl對儲能電容Cl、C2進(jìn)行儲能。Vdc異常掉電時，Kl導(dǎo)通，K2關(guān)斷，此時C1、C2存儲的電壓疊力卩，為2Vi，其中％為掉電瞬間每個電容維持的電路，與模塊的欠壓點(diǎn)V2相近。C1、C2上疊加的能量通過D7為負(fù)載供電，實(shí)現(xiàn)掉電保持功能。掉電時電容儲能為CV22，C為單個電容的容值，設(shè)負(fù)載的輸出功率、效率分別為P。、 η，則兩個電容上可釋放的能量為2 ^CV22 ^cv22則可實(shí)現(xiàn)的掉電保持時間為
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°O實(shí)際使用時，開關(guān)MOS管的驅(qū)動還可利用輸入正常及掉電時的狀態(tài)來控制，從而實(shí)現(xiàn)電源正常與掉電兩種狀態(tài)下的交叉導(dǎo)通。其比較基準(zhǔn)電壓要取自儲能電容，以保證比較電路在掉電時的時間要求。電容Cl需要并聯(lián)較大的電阻，以保證電壓疊加時的均壓，避免單個電容上電壓過大，造成電容損壞。對于不同的應(yīng)用情況可以采用不同的電容組合，即Cl及C2也可以是多個電容的組合，但需保證掉電時疊加的電壓不超過負(fù)載的OVP(過壓保護(hù)點(diǎn))。本發(fā)明實(shí)施例通過對電容進(jìn)行簡單的邏輯開關(guān)控制，可以實(shí)現(xiàn)掉電時儲能電容電壓的疊加，同樣達(dá)到在低壓輸入時的掉電保持功能，從而減少控制電路的復(fù)雜度，并實(shí)現(xiàn)在低壓輸入(輸入電壓與負(fù)載的UVP接近時)時仍能實(shí)現(xiàn)掉電保持功能，實(shí)現(xiàn)選擇具有較低壓耐壓值的大電容，并延長負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時正常工作的時間。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括上述全部或部分步驟，所述的存儲介質(zhì)，如R0M/RAM、磁盤、光盤等。以上所述的具體實(shí)施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種掉電保持方法，其特征在于，所述掉電保持方法包括當(dāng)檢測到輸入的直流電壓滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電；當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)；通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持。
2.如權(quán)利要求1所述掉電保持方法，其特征在于，所述輸入的直流電壓為直流源輸入， 或者是交流源經(jīng)過整流后得到。
3.如權(quán)利要求1所述掉電保持方法，其特征在于，所述通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電時，利用限流電阻或三極管對所述直流電壓進(jìn)行限流處理。
4.如權(quán)利要求1所述掉電保持方法，其特征在于，所述通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持時，所述掉電保持電路的主回路通過二極管或MOS管防反灌。
5.如權(quán)利要求1所述掉電保持方法，其特征在于，所述當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)后，串聯(lián)的所述多個儲能電容的電壓小于或者等于所述負(fù)載的過壓保護(hù)點(diǎn)0VP。
6.如權(quán)利要求1所述掉電保持方法，其特征在于，所述將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)， 包括通過電子元件開關(guān)或者所述掉電保持電路正常工作和網(wǎng)壓掉電時的狀態(tài)控制MOS管將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)。
7.一種掉電保持電路，其特征在于，所述掉電保持電路包括切換開關(guān)、多個儲能電容和負(fù)載，當(dāng)檢測到輸入的直流電壓滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電；當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，通過所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)；通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向所述負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持。
8.如權(quán)利要求7所述掉電保持電路，其特征在于，所述輸入的直流電壓為直流源輸入， 或者是交流源經(jīng)過整流后得到。
9.如權(quán)利要求7所述掉電保持電路，其特征在于，所述掉電保持電路輸入的直流電壓和儲能電容之間連接有限流電阻或三極管，用于所述通過輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電時，利用所述限流電阻或所述三極管對所述直流電壓進(jìn)行限流處理。
10.如權(quán)利要求7所述掉電保持電路，其特征在于，所述掉電保持電路輸入的直流電壓和負(fù)載之間連接有二極管或MOS管，用于所述通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電， 以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持時，所述掉電保持電路的主回路通過所述二極管或所述MOS管防反灌。
11.如權(quán)利要求7所述掉電保持電路，其特征在于，所述當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，通過所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)后，串聯(lián)的所述多個儲能電容的電壓小于或者等于所述負(fù)載的過壓保護(hù)點(diǎn)0VP。
12.如權(quán)利要求7所述掉電保持電路，其特征在于，所述切換開關(guān)將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)，包括所述切換開關(guān)通過電子元件開關(guān)或者所述掉電保持電路正常工作和網(wǎng)壓掉電時的狀態(tài)控制MOS管將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供一種掉電保持方法及電路，當(dāng)檢測到輸入的直流電壓滿足負(fù)載的額定電壓要求時，通過所述輸入的直流電壓對并聯(lián)的多個儲能電容進(jìn)行充電；當(dāng)檢測到所述輸入的直流電壓的網(wǎng)壓掉電時，將所述多個儲能電容進(jìn)行串聯(lián)；通過串聯(lián)的所述多個儲能電容向負(fù)載供電，以維持該負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時的掉電保持。本發(fā)明實(shí)施例因?yàn)椴捎猛ㄟ^對電容的串并聯(lián)進(jìn)行切換控制以將網(wǎng)壓掉電時儲能電容電壓疊加的技術(shù)手段，可以選擇具有較低壓耐壓值的大電容，并延長負(fù)載在網(wǎng)壓掉電時正常工作的時間。
文檔編號H02J9/06GK102157979SQ20111004759
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者曹文宗, 陳文彬 申請人:華為技術(shù)有限公司